Estudo da viabilidade de emprego de rota industrial de fusão de vidros para cerâmica tradicional na síntese de biovidro 45S5

Abstract

Com o objetivo de explorar a possibilidade e as problemáticas relacionadas com a síntese de biomateriais por meio de um processo industrial padrão, como a contaminação oriunda de matérias-primas e processo, além da incapacidade de fundir adequadamente o material, foram realizadas duas sínteses de vidro de composição similar à 45S5 Bioglass® em uma indústria de fritas. Uma das formulações empregando matérias-primas industriais e outra, reagentes de grau analítico. Os vidros foram fundidos de forma tradicional em cadinho refratário em forno a batelada e vertidos em água. A performance desses materiais nas análises foi comparada com um material de mesma composição confeccionado no laboratório do grupo de pesquisa pela forma tradicional da literatura, com fusão de matériasprimas grau analítico em cadinho de platina. Os materiais foram analisados por Fluorescência de Raios-X (FRX) para determinar a composição percentual de óxidos e averiguar o grau de contaminação. O cadinho também foi caracterizado por FRX para identificar sua composição. Os vidros foram submetidos a um ensaio de imersão em Fluido Corporal Simulado (Simulated Body Fluid - SBF) por 72 h para averiguar a presença dos mecanismos de bioatividade do material. Amostras pré- e pós-imersão foram analisados por Difratometria de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A amostra confeccionada com matérias-primas industriais apresentou maior semelhança em performance à amostra feita no laboratório pelo método da literatura. A amostra feita com matérias-primas analíticas apresentou vidro com teor mais baixo de sílica e presença de carbonato de cálcio após a fusão. Os resultados indicam uma maior reatividade desse material. De forma geral, o processo se mostrou adequado para a confecção de um biovidro de composição 45S5 Bioglass®, sendo a amostra confeccionada com materiais industriais a que mais se assemelhou à feita em laboratório.

In order to explore the possibilities and adversities related to the synthesis of biomaterials through a standard industrial process, as the contamination derived from the raw materials and the process, also the inability to produce a appropriate glassy material, two samples of glasses of 45S5 Bioglass® composition were obtained in a traditional glass manufacture facility through fusion. One of the formulations employing industrial raw materials and the other, analytical grade reagents. The glasses were melted in a traditional way in a refractory crucible in a batch oven and poured into water. The performance of these materials was compared with a material of the same composition made according to the literature traditional approach. The materials were analyzed by X-Ray Fluorescence (XRF) to determine the percentage composition of oxides and to establish the degree of contamination. The crucible was also characterized by XRF to identify its composition. The glasses were submitted to an immersion test in Simulated Body Fluid (SBF) for 72 h to verify the presence of the bioactivity mechanisms of the material. Pre and post immersion samples were analyzed by X-Ray Diffractometry (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The sample made with industrial raw materials showed greater similarity in performance to the sample made in the laboratory by the literature method. The sample made with analytical raw materials showed lower silica content and presence of calcium carbonate after melting. The results indicate a greater reactivity of this material. In general, the process proved to be adequate for the production of a bioglass of composition 45S5 Bioglass®, with the sample made with industrial materials being the most similar to the one made in the laboratory.